前言

Hi 大家，昨天我們成功建置了 Rust 開發環境，今天就來深入了解 Cargo——Rust 生態系統的核心工具。Cargo 不只是一個套件管理器，更是一個完整的專案管理解決方案，包含建置系統、測試框架、文件產生器等功能。對於開發者來說，熟練掌握 Cargo 是提升開發效率的關鍵。

但什麼是 Cargo？

Cargo 是 Rust 的官方建置工具和套件管理器，它負責：

• 建立新專案
• 管理套件（crates）
• 編譯程式碼
• 執行測試
• 產生文件
• 發布套件到 crates.io

建立你的第一個 Cargo 專案

建立新專案

使用以下命令建立一個新的 Rust 專案：

cargo new my_first_project
cd my_first_project

這會建立以下的專案結構：

my_first_project/
├── Cargo.toml
├── src/
│   └── main.rs
└── .gitignore

建立函式庫專案

如果要建立函式庫而非執行檔，使用 --lib 參數：

cargo new my_library --lib

Cargo.toml 檔案詳解

Cargo.toml 是專案的設定檔，使用 TOML（Tom's Obvious, Minimal Language）格式：

[package]
name = "my_first_project"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
authors = ["你的名字 <your.email@example.com>"]
description = "我的第一個 Rust 專案"
license = "MIT"

[dependencies]
# 這裡放置專案 Dependency

重要欄位說明

• name: 專案名稱，必須是唯一的
• version: 遵循語意化版本（Semantic Versioning）
• edition: Rust 版本，目前建議使用 "2021"
• dependencies: 外部套件

基本 Cargo 命令

建置專案

# 建置專案（開發版本）
cargo build

# 建置最佳化版本（發布版本）
cargo build --release

執行專案

# 編譯並執行
cargo run

# 執行發布版本
cargo run --release

檢查語法

# 快速檢查程式碼是否能編譯（不產生執行檔）
cargo check

清理建置檔案

# 清理建置產生的檔案
cargo clean

管理套件

新增套件

編輯 Cargo.toml 檔案的 [dependencies] 區段：

[dependencies]
serde = "1.0"
tokio = { version = "1.0", features = ["full"] }
chrono = { version = "0.4", features = ["serde"] }

版本指定方式

[dependencies]
# 精確版本
exact_version = "=1.2.3"

# 相容更新（預設）
compatible = "1.2"

# 波浪號需求（修補更新）
patch_updates = "~1.2.3"

# 插入號需求（相容更新）
minor_updates = "^1.2.3"

# 萬用字元
wildcard = "1.*"

開發套件

只在開發和測試時需要的套件：

[dev-dependencies]
criterion = "0.5"  # 效能測試
proptest = "1.0"   # 屬性測試

實際範例：建立一個簡單的計算機

讓我們建立一個簡單的命令列計算機專案：

1. 建立專案

cargo new simple_calculator
cd simple_calculator

2. 修改 Cargo.toml

[package]
name = "simple_calculator"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
authors = ["你的名字 <your.email@example.com>"]
description = "一個簡單的命令列計算機"

[dependencies]

3. 編寫程式碼（src/main.rs）

use std::io;

fn main() {
    println!("=== 簡單計算機 ===");
    println!("請輸入第一個數字：");
    
    let mut input1 = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut input1).expect("讀取輸入失敗");
    let num1: f64 = input1.trim().parse().expect("請輸入有效的數字");
    
    println!("請輸入 (+, -, *, /)：");
    let mut operator = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut operator).expect("讀取輸入失敗");
    let operator = operator.trim();
    
    println!("請輸入第二個數字：");
    let mut input2 = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut input2).expect("讀取輸入失敗");
    let num2: f64 = input2.trim().parse().expect("請輸入有效的數字");
    
    let result = match operator {
        "+" => num1 + num2,
        "-" => num1 - num2,
        "*" => num1 * num2,
        "/" => {
            if num2 != 0.0 {
                num1 / num2
            } else {
                println!("錯誤：不能除以零！");
                return;
            }
        }
        _ => {
            println!("錯誤：不支援的運算子！");
            return;
        }
    };
    
    println!("結果：{} {} {} = {}", num1, operator, num2, result);
}

4. 執行專案

cargo run

Cargo 工作區（Workspace）

對於大型專案，可以使用工作區來管理多個相關套件：

建立工作區

建立根目錄的 Cargo.toml：

[workspace]
members = [
    "calculator-core",
    "calculator-cli",
    "calculator-web"
]

這樣可以統一管理多個子專案，共享套件和建置設定。

實用的 Cargo 子命令

安裝額外工具

# 程式碼格式化工具
rustup component add rustfmt
cargo fmt

# 程式碼檢查工具
rustup component add clippy
cargo clippy

# 安全性審核工具
cargo install cargo-audit
cargo audit

效能分析

# 安裝 cargo-flamegraph（需要額外設定）
cargo install flamegraph

發布到 crates.io

當你的專案準備好與社群分享時：

# 建立帳號並登入
cargo login

# 發布套件
cargo publish

總結

今天我們深入了解了 Cargo 的核心功能，從基本的專案建立到套件管理，再到實際的計算機專案實作。Cargo 的設計哲學是「約定優於設定」，這意味著遵循標準的專案結構和命名慣例，就能獲得最佳的開發體驗。

今天我們已經掌握了：

• Cargo 專案的建立和結構
• Cargo.toml 設定檔的編寫
• 基本的 Cargo 命令使用
• 套件的管理方式
• 一個完整的命令列應用程式實作

明天我們將開始學習 Rust 的基礎語法，包括變數、資料型別和函式定義。這些是所有 Rust 程式的建構基石，掌握了這些概念，你就能開始編寫更複雜的應用程式了。

每一個熟練的 Rust 開發者都是從這些基礎開始的，持續練習是成功的關鍵！